Оптический кабель 8 волокон: конструкция, типы, применение и ключевые параметры
Конструкция и компоненты оптического кабеля на 8 волокон
Оптический кабель на 8 волокон представляет собой сложную инженерную конструкцию, предназначенную для защиты хрупких кварцевых световодов от механических нагрузок, воздействия окружающей среды и других дестабилизирующих факторов. Его структура является многослойной.
- Оптическое волокно (ОВ): Сердечник кабеля. Для кабелей на 8 волокон наиболее распространены волокна типа SM G.652.D (стандартное одномодовое) и OM1/OM2/OM3/OM4 (многодовое). Каждое волокно имеет собственную многослойную защиту:
- Сердечник (Core): Центральный канал, по которому распространяется световой сигнал.
- Оболочка (Cladding): Окружает сердечник и обеспечивает полное внутреннее отражение света за счет более низкого показателя преломления.
- Покрытие (Coating): Первичное защитное полимерное покрытие (обычно из акрилата), наносимое сразу на оболочку для увеличения механической прочности и защиты от микротрещин.
- Буфер (Buffer): Вторичное защитное покрытие. Бывает двух типов:
- Плотный буфер (Tight Buffer): Толстый слой полимера (обычно 900 мкм), непосредственно нанесенный на покрытие. Придает волокну высокую стойкость к изгибам и механическим воздействиям, упрощает оконцевание. Характерен для кабелей внутренней прокладки.
- Свободный буфер (Loose Buffer): Волокно с первичным покрытием (250 мкм) свободно помещено в пластиковую трубку (модуль), заполненную гидрофобным гелем. Гелевое заполнение защищает от проникновения влаги и амортизирует продольные растягивающие усилия. Стандарт для кабелей внешней прокладки.
- Оптические модули: В кабеле на 8 волокон волокна могут быть сгруппированы различными способами:
- Один модуль с 8 волокнами: Все 8 волокон находятся в одной гель-заполненной трубке.
- Несколько модулей: Например, 4 модуля по 2 волокна или 2 модуля по 4 волокна. Такая структура облегчает идентификацию и разветвление волокон при монтаже, а также повышает устойчивость кабеля к растяжению.
- Силовой элемент: Ключевой компонент, воспринимающий механические нагрузки (растяжение, сжатие). В зависимости от типа кабеля применяется:
- Центральный силовой элемент (ЦСЭ): Стеклопластиковый пруток (GRP — Glass Reinforced Plastic), расположенный в центре кабеля. Вокруг него скручиваются оптические модули.
- Пара силовых элементов: Арамидные нити (кевлар), стеклопластиковые стержни или стальные тросы, расположенные параллельно сердечнику или встроенные в оболочку. Характерно для плоских кабелей или кабелей с бронированием.
- Гидрофобный заполнитель: Вещество, препятствующее продольному распространению влаги по кабелю.
- Гель (Petroleum Jelly): Используется в модулях кабелей внешней прокладки.
- Гидрофобный порошок / Гидрофобные нити: Применяются в некоторых типах кабелей, включая кабели с плотным буфером.
- Броня: Защитный слой, предохраняющий сердечник от грызунов, проколов, раздавливания и других внешних воздействий.
- Стальная гофрированная лента (CS — Corrugated Steel): Наиболее распространенный тип брони для кабелей, прокладываемых в грунт.
- Оплетка из стальной проволоки:
- Стеклопластиковые стержни: Используются в «бронированных» кабелях для защиты от грызунов при подвесе.
- Внешняя оболочка: Наружный защитный слой из полимерных материалов. Выбор материала зависит от условий эксплуатации:
- Полиэтилен (PE — Polyethylene): Стандарт для кабелей внешней прокладки. Обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению, влаге, перепадам температур.
- Поливинилхлорид (PVC — Polyvinyl Chloride): Стандарт для кабелей внутренней прокладки. Обладает хорошей гибкостью, но горит с выделением токсичного дыма. Для повышения пожарной безопасности используются безгалогенные варианты (LSZH — Low Smoke Zero Halogen).
- Полиуретан (PUR — Polyurethane): Применяется в кабелях для сложных условий (химическая стойкость, абразивная стойкость, гибкость при низких температурах).
Типы и классификация оптических кабелей на 8 волокон
Классификация осуществляется по условиям прокладки и конструктивным особенностям.
Таблица 1: Классификация оптических кабелей на 8 волокон
| Критерий классификации | Тип кабеля | Ключевые особенности и конструкция | Основная сфера применения |
|---|---|---|---|
| По условиям прокладки | Для внешней прокладки (Outdoor) | — Loose Buffer конструкция. — Гель-заполнение модулей. — Полиэтиленовая оболочка (PE). — Наличие брони (CS) или силовых арамидных нитей для подвеса. | Прокладка в кабельной канализации, грунте, по опорам воздушных линий связи (ВОЛС). |
| Для внутренней прокладки (Indoor) | — Tight Buffer конструкция. — Оболочка из ПВХ или LSZH. — Отсутствие гелевого заполнения. — Повышенная гибкость. | Прокладка внутри зданий: кроссовые, серверные, горизонтальные и вертикальные кабельные системы. | |
| Универсальный (Indoor/Outdoor) | — Loose Buffer конструкция с «сухим» заполнением или специальными компаундами. — Оболочка из LSZH-полиэтилена или аналогичных материалов, стойких к УФ и отвечающих требованиям пожарной безопасности. | Прокладка от точки ввода в здание до телекоммуникационной стойки без необходимости перехода между кабелями. | |
| По способу прокладки | Подвесной самонесущий | — Встроенный силовой элемент (стальной трос или арамидные нити). — Оболочка из черного полиэтилена, стойкого к УФ. | Подвес на опорах ЛЭП или линий связи. |
| Для прокладки в грунте | — Обязательное наличие брони из гофрированной стальной ленты (CS). — Защитная промежуточная полиэтиленовая оболочка поверх брони. | Прямая прокладка в траншеях, в коллекторах и кабельной канализации. | |
| Для прокладки в кабельной канализации | — Может иметь броню или быть безбронным, но с усиленной оболочкой. | Протяжка в существующих кабельных каналах. | |
| По типу волокна | Одномодовый (SM, G.652.D) | — Диаметр модового поля 9/125 мкм. — Низкое затухание (~0.36 дБ/км на 1310 нм, ~0.22 дБ/км на 1550 нм). — Используется с лазерными передатчиками. | Магистральные сети, сети доступа FTTx, телекоммуникационные сети большой протяженности. |
| Многомодовый (MM, OM3/OM4) | — Диаметр сердцевины/оболочки 50/125 мкм (реже 62.5/125 мкм). — Высокое затухание, дисперсия. — Используется со светодиодными/лазерными передатчиками. | Короткие линии в ЦОД, локальные вычислительные сети (ЛВС), системы видеонаблюдения внутри зданий. |
Ключевые технические параметры и характеристики
При выборе кабеля на 8 волокон необходимо учитывать ряд критически важных параметров.
Таблица 2: Основные технические параметры оптического кабеля на 8 волокон
| Параметр | Описание | Типичные значения / Стандарты |
|---|---|---|
| Тип и количество волокон | Количество и тип используемых ОВ. | 8 x G.652.D (SM); 8 x OM4 50/125 (MM) |
| Затухание | Ослабление оптического сигнала на единицу длины. Измеряется в дБ/км. | SM: ≤ 0.36 дБ/км @ 1310 нм, ≤ 0.22 дБ/км @ 1550 нм MM OM4: ≤ 3.0 дБ/км @ 850 нм, ≤ 0.8 дБ/км @ 1300 нм |
| Диаметр кабеля | Наружный диаметр. | От 6-8 мм (внутренние, без брони) до 12-15 мм (внешние, с броней). |
| Вес | Масса кабеля на единицу длины. | От 50-80 кг/км (внутренние) до 150-300 кг/км (внешние, бронированные). |
| Минимальный радиус изгиба | Радиус, при котором не происходит критического увеличения затухания и повреждения волокон. | При монтаже: Обычно 20 x D (где D — наружный диаметр кабеля). После монтажа: Обычно 10 x D. |
| Допустимое растягивающее усилие | Максимальная кратковременная нагрузка при прокладке. | От 0.5-1.5 кН (внутренние) до 2.0-4.0 кН и выше (внешние, бронированные). |
| Допустимое раздавливающее усилие | Максимальная нагрузка раздавливания. | От 0.5 кН/10 см (внутренние) до 2-4 кН/10 см (бронированные). |
| Диапазон рабочих температур | Температурный режим, в котором кабель сохраняет заявленные параметры. | Внешние: от -60°C до +70°C Внутренние: от -20°C до +60°C |
| Стойкость к удару | Способность выдерживать механические удары. | Регламентируется стандартами (например, ГОСТ, IEC). |
Цветовая маркировка и идентификация волокон
В кабеле на 8 волокон используется строгая система цветовой кодировки для идентификации каждого световода, что исключает ошибки при сварке и коммутации. Стандарт TIA-598-C регламентирует следующие цвета для одномодовых и многомодовых волокон:
Таблица 3: Цветовая маркировка 8 волокон
| Позиция волокна | Цвет | Код |
|---|---|---|
| 1 | Синий | Blue |
| 2 | Оранжевый | Orange |
| 3 | Зеленый | Green |
| 4 | Коричневый | Brown |
| 5 | Серый | Slate |
| 6 | Белый | White |
| 7 | Красный | Red |
| 8 | Черный | Black |
| Оболочка одномодового волокна | Желтая | Yellow |
| Оболочка многомодового волокна OM1/OM2 | Оранжевая | Orange |
| Оболочка многомодового волокна OM3/OM4 | Фиолетовая (Aqua) | Violet (Aqua) |
Модули в многомодульном кабеле также маркируются цветными нитями или полосами на самой трубке.
Области применения оптического кабеля на 8 волокон
Конфигурация на 8 волокон является одной из самых востребованных на рынке благодаря оптимальному балансу между пропускной способностью, стоимостью и гибкостью построения сетей.
- Сети FTTx (Fiber To The x):
- FTTH (Fiber To The Home): Кабель используется в качестве распределительного от узла агрегации (OSP — Outside Plant) к абонентским ответвителям (сплиттерам). 8 волокон достаточно для подключения нескольких многоквартирных домов или группы коттеджей.
- FTTB (Fiber To The Building): 8-волоконный кабель подводится к зданию, где волокна распределяются по квартирам.
- Внутриобъектовые сети:
- Горизонтальная кабельная система: Соединение кроссовой комнаты этажа с розетками рабочих мест. В основном используются многомодовые кабели OM3/OM4.
- Вертикальная кабельная система (стояковая): Соединение между этажными и главными кроссовыми. Одномодовый кабель на 8 волокон обеспечивает высокую пропускную способность и задел на будущее.
- Кабели для ЦОД (Центров Обработки Данных): Применяются для соединения серверных стоек, коммутаторов и систем хранения данных. Используются как многомодовые (OM4), так и одномодовые кабели.
- Промышленные сети и АСУ ТП: Благодаря стойкости к электромагнитным помехам, оптический кабель незаменим для подключения оборудования в цехах, на подстанциях. Используются кабели с усиленной защитой (броня, стойкие к маслам и химикатам оболочки).
- Системы видеонаблюдения и СКУД: Используется для передачи видео высокого разрешения на большие расстояния от камер к регистрирующему оборудованию.
- Мобильная связь (Backhaul): Для соединения базовых станций (БС) с опорной сетью оператора связи.
Процесс монтажа и эксплуатационные особенности
- Подготовка к прокладке: Проверка целостности кабеля (измерение OTDR), изучение трассы. Подбор соответствующего метода прокладки (протяжка в канализации, укладка в грунт, подвес).
- Прокладка: Строгое соблюдение минимального радиуса изгиба и допустимого растягивающего усилия. Использование роликов и направляющих для минимизации трения. Для подвесных кабелей — правильная установка спусков и зажимов.
- Монтаж оптических разъемов: Выполняется методом сварки (наиболее надежный, с минимальными потерями) или механическим/клеевым соединением. Место сварки защищается термоусаживаемой гильзой.
- Укладка в сплайс-кассету: Сваренные волокна аккуратно укладываются в монтажную кассету оптической муфты или кросса с соблюдением радиусов изгиба.
- Тестирование и приемка: Проведение измерений рефлектометром (OTDR) и измерителем потерь (Source and Meter) для подтверждения соответствия затухания проектным значениям.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В: В чем основное отличие кабеля с плотным буфером от кабеля со свободной трубкой?
О: Кабель с плотным буфером (Tight Buffer) имеет толстый слой полимера непосредственно на волокне, что делает его более жестким, но стойким к частым изгибам и вибрации; он не содержит геля и предназначен для внутренней прокладки. Кабель со свободной трубкой (Loose Tube) имеет волокна, свободно лежащие в гель-заполненной трубке, что обеспечивает лучшую защиту от влаги и растягивающих нагрузок, но делает его менее гибким; это стандарт для внешней прокладки.
В: Можно ли использовать кабель для внешней прокладки внутри здания?
О: Нет, это нарушение правил пожарной безопасности. Полиэтиленовая оболочка внешнего кабеля горюча и при горении выделяет капли горящего материала. Для внутренней прокладки необходимо использовать кабели с оболочкой из ПВХ или, предпочтительно, LSZH.
В: Достаточно ли 8 волокон для построения сети? Не будет ли их мало в будущем?
О: 8 волокон — это надежный и экономичный выбор для многих задач (FTTx, подключение здания, горизонтальная разводка). Он обеспечивает резерв и позволяет подключать несколько сервисов. Однако при планировании сети «на вырост» или для магистральных соединений, где требуется высокая емкость и резервирование, может потребоваться кабель с большим числом волокон (16, 24, 48 и т.д.).
В: Какой тип волокна выбрать: одномод или многомод для сети на 8 волокон?
О: Выбор зависит от расстояний, бюджета и применяемого активного оборудования.
- Одномод: Выбирайте для расстояний свыше 500-1000 метров, для магистральных каналов, сетей FTTx. Оборудование дороже, но и потенциал пропускной способности практически неограничен.
- Многомод (OM3/OM4): Выбирайте для коротких дистанций (до 400-550 метров) внутри зданий, в ЦОД. Активное оборудование для многомода обычно дешевле. 8-волоконный многомодовый кабель идеален для горизонтальной разводки.
В: Что означают цифры 9/125 или 50/125 в маркировке кабеля?
О: Это соотношение диаметра световодной сердцевины к диаметру оболочки в микронах.
- 9/125 мкм: Одномодовое волокно. Сердцевина 9 мкм, оболочка 125 мкм.
- 50/125 мкм или 62.5/125 мкм: Многомодовое волокно. Сердцевина 50 или 62.5 мкм, оболочка 125 мкм. Современным стандартом является 50/125 мкм (OM3/OM4).
В: Как правильно трактовать затухание в кабеле 0.22 дБ/км? Это много или мало?
О: Это очень низкое затухание. Например, для линии длиной 10 км на длине волны 1550 нм общее затухание в волокне составит 10 км * 0.22 дБ/км = 2.2 дБ. К этому значению необходимо прибавить потери на сварных стыках (обычно 0.05-0.1 дБ за стык) и на разъемах (0.2-0.3 дБ за соединение). Суммарный бюджет потерь (Power Budget) активного оборудования должен превышать это расчетное значение.
В: Нужно ли как-то специально готовить кабель к зимней прокладке?
О: Да, при отрицательных температурах гель в кабелях с свободной трубкой загустевает, что осложняет разделку и монтаж. Кабель необходимо предварительно выдержать в отапливаемом помещении в течение 12-24 часов. Для таких условий существуют кабели с «сухими» водоотталкивающими заполнителями, лишенные этого недостатка.
Комментарии